JP2008007008A

JP2008007008A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2008007008A
Application number: JP2006180917A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Mori; 将一森
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: JP5167599B2

Abstract

【課題】ゴム繊維複合体を用いて、良好なビード部の補強効果・耐久性向上効果を得て、また、ビード部の剛性を向上させることによって操縦安定性の向上された空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】一対のビードコア４、両ビードコア４をまたがるように配置されたカーカス３、前記ビードコア４とビードフィラー５を組立て体として該組立て体の全体が包含されるように内側から外側へ巻き上げられる補強ゴム層９を有し、該補強ゴム層９が包含されるようにカーカス３が内側から外側へ巻き上げられて構成されてなるビード部２を有する空気入りタイヤにおいて、補強ゴム層９を、繊維長さ１〜１０ｍｍでかつ平均直径が０．１〜２００μｍである短繊維を含有したゴム繊維複合体から構成した空気入りタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に操縦安定性の向上、ビード部の耐久性の向上を図った空気入りタイヤに関するものである。

従来、空気入りタイヤの操縦安定性の向上やビード部の剛性向上を実現するために、有機繊維フィラメント繊維を補強のために用いたゴム繊維複合体などでビード部を覆っていた（特許文献１）。

しかし、有機合成フィラメント繊維をゴム繊維複合体に用いると、ゴム母材と該有機フィラメント繊維が剥離してしまい剪断強力が低い場合があり、耐久性に劣り、有効な補強効果が得られない場合も多かった、
特開２０００−４３５１７号公報

本発明は、従来、ビード部の補強のためにゴム繊維複合体を用いた場合の剥離発生等に起因する耐久性の無さなどの不都合点を解決し、ゴム繊維複合体を用いて、良好なビード部の補強効果・耐久性向上効果を得て、また、ビード部の剛性を向上させることによって操縦安定性の向上された空気入りタイヤを提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、以下の（１）の構成からなるものである。
（１）一対のビードコア、両ビードコアをまたがるように配置されたカーカス、前記ビードコアとビードフィラーを組立て体として該組立て体の全体が包含されるように内側から外側へ巻き上げられる補強ゴム層を有し、該補強ゴム層が包含されるように前記カーカスが内側から外側へ巻き上げられて構成されてなるビード部を有する空気入りタイヤにおいて、前記補強ゴム層を、繊維長さ１〜１０ｍｍでかつ平均直径が０．１〜２００μｍである短繊維を含有したゴム繊維複合体から構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。

かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、好ましくは、以下の（２）〜（５）のいずれかの具体的構成からなるものである。
（２）前記ゴム繊維複合体の前記短繊維の含有量が、該ゴム繊維複合体全重量中、４〜７０重量％であることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
（３）前記ゴム繊維複合体が、該複合体中において前記短繊維が全体として一つの配列方向を呈して配列されているものであり、該配列方向がタイヤ径方向に対して、０°〜±４５°の角度範囲内になるようにして用いられていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。
（４）前記短繊維が、高弾性繊維であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（５）前記短繊維が、ポリオレフィンケトン短繊維であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

請求項１にかかる本発明の空気入りタイヤによれば、ビード部の耐久性が向上し、さらに、ビード部の剛性が向上することより、操縦安定性の向上効果を得ることができる。

以下、更に詳しく本発明の空気入りタイヤについて説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施態様例を示したタイヤ子午線方向の一部概略断面図である。

図１において、本発明の空気入りタイヤ１は、一対のビードコア４（図１では一方のビードコアしか示していない）、両ビードコア４をまたがるように配置されたカーカス３を有し、ビードコア４とビードフィラー５を組立て体として、その組立て体の全体が包含されるように内側から外側へ巻き上げられる補強ゴム層９を有し、該補強ゴム層が包含されるようにカーカス３が内側から外側へ巻き上げられて構成されてなるビード部２を有する空気入りタイヤにおいて、特に、補強ゴム層９を短繊維を含有したゴム繊維複合体を用いて構成してなるものである。図１において、６はトレッド部、７はベルト層、８はベルトカバー層である。

本発明においては、短繊維を含有させてゴム繊維複合体を形成することにより、該短繊維とゴム母材の剪断による剥離は発生しにくく、優れた耐久性を得ることができる。

なお、「短繊維を含有した」ということは、短繊維がゴム母材中にバラバラの状態で存在していることをいい、短繊維が撚糸されて集束された糸状のものは含まれない。

従って、該補強短繊維の性状を適正なものにすることは、所望の耐久性や補強効果をより効果的に発揮させる上で重要であり、本発明者等の各種知見によれば、特に、繊維長さ１〜１０ｍｍでかつ平均直径が０．１〜２００μｍである短繊維を用いることが重要であり、特に、繊維長さ２〜６ｍｍかつ平均直径が１０〜１００μｍであることがさらに好ましい。また、短繊維でも、長さが１０ｍｍを超えるような場合は、均一性に問題が生じたりすることも多く好ましくない。

ゴム繊維複合体中の短繊維の含有量は、ゴム繊維複合体の全重量中、４〜７０重量％であることが好ましく、４〜７０重量％の範囲を外れると補強効果が低下し、該複合体を使用する意味が小さくなるので望ましくない。特に、本発明者等の各種知見によれば、本発明の所期の効果をより顕著にに発揮できる点で、より好ましくはゴム繊維複合体の短繊維の含有量は、ゴム繊維複合体の全重量中２０〜４５重量％である。

また、ゴム繊維複合体を補強材料として、空気入りタイヤ中に組み込んで使用するに際しては、該複合体の短繊維配列方向が、タイヤ径方向に対して、０°〜±４５°の角度範囲内になるようにして用いることが好ましい。より好ましくは、±３０°〜±４５°の角度範囲内になるようにして用いることである。これは、短繊維による補強効果をより大きく発揮させることができるからである。

このゴム繊維複合体における短繊維配列方向は、一般に、短繊維をゴムと一様に混ぜ合わせた後で、該ゴム繊維複合体を製造するときに、シーティングロールでシート出しすることによって、ゴムの押出成形の方向がその短繊維配列方向となるものであり、そのようにして得られる該短繊維配列方向を有する該ゴム繊維複合体を、該方向がタイヤ径方向に対して０°〜±４５°の範囲になるようにしてビードに組み込むことが好ましいものである。なお、ゴム繊維複合シート体の長手方向に対して短繊維配列方向を角度を持たせて連続したゴム繊維複合シート体を得るには、長手方向に該繊維配列方向が平行に配列されて形成されている連続シートを用いて、それをバイアス状に（平行四辺形状に）、例えば３０°方向に裁断し、それらの裁断片を連続して接合させていくことにより得ることができる。

本発明に使用される短繊維は、高弾性特性を持った有機繊維であることが好ましく、一般に、例えば、ポリオレフィンケトン繊維（ＰＯＫ繊維）、アラミド繊維、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ繊維）などが好ましい。そして、これらを、単独もしくは２種類以上を配合して用いることも好ましい。例えば、初期弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維（長繊維）を短繊維に切断して得られる有機短繊維などは、特に好ましく用いられる。

また、特にゴムとの接着性が良好で、より高い耐久性を実現できる上で、本発明者等の知見によれば、ポリオレフィンケトン繊維（ＰＯＫ繊維）の短繊維を用いることが好ましい。

さらに、個々の短繊維とゴムとの接合性を良好に発揮させて、より高い補強効果と耐久性を得る上で、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス）による接着処理をプライマー処理（下塗り処理）として施した短繊維を使用することが好ましい。

また、ゴム繊維複合体は、好ましくは厚さが、０．５〜３．０ｍｍであり、かかる範囲内とすることが、短繊維の存在状況をより均一にでき、本発明の効果を良好に発揮できる点で好ましい。

ゴム繊維複合体は、通常、１枚だけの使用でもよいが、所望に応じて複数枚を重ねて使用してもよい。

本発明の空気入りタイヤは、図１に示したように、タイヤ断面高さをＨ₀、ビードヒールを通りタイヤ回転軸と平行な基準直線から計測した前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部の高さをＨ₁、該基準直線から計測したタイヤ最大幅部の高さをＨ₂としたときに、Ｈ₁／Ｈ₀≦０．２０、Ｈ₂／Ｈ₀≦０．５５を満足するものであることが好ましく、この範囲を外れる場合には、高い補強効果を得ることが難しくなってくる。

また、補強層については、そのタイヤ内側方向の巻上げ高さをＨ₁から計測した高さをＴ₁とし、そのタイヤ外側方向の巻上げ高さをＨ₁から計測した高さをＴ₂としたとき、Ｔ₁がＨ₂の５％〜１５％であり、Ｔ₂がＨ₂の１５％〜２５％の高さであるようにすることが好ましい。

以下、実施例に基づいて、本発明の空気入りタイヤの具体的構成、効果について説明をする。空気入りタイヤの試験・評価は、以下の方法で行った。
（１）空気入りタイヤの試験・評価方法：
実施例で採用した空気入りタイヤの評価方法は、各実施例、比較例の記載のゴム繊維複合体を製造し、該ゴム繊維複合体を図１に示した態様で用いてタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５リム１５×６Ｊの空気入りタイヤを製造し、実車試験と、室内ドラム試験で評価した。

実車試験は、空気圧（実車）を前輪：２３０ｋＰａ、後輪：２３０ｋＰａとして、２０００ｃｃ排気量のセダンタイプの自動車に装着して、テストコースにて行った。評価項目は操縦安定性であり、ナイロン短繊維のゴム繊維複合体を用いた比較例１の操縦安定性を１００として評価し、数値が大きいほど操縦安定性が良好なものである。

室内ドラム試験は、ＪＩＳＤ４２３０試験法により、ドラム径１７０７ｍｍで高速耐久試験終了後、速度を１０分毎に１０ｋｍ／ｈ速度を上げて行い、タイヤが破壊するまで試験を続行することにより行った。補強ゴム層が剥離したものを、ビード部故障が発生したと評価することによって、以下の算出式により、ビード部故障率（％）を求めたものである。

ビード故障率（％）＝｛（ビード部故障）／（タイヤ全体の故障）｝×１００
実施例１〜３、比較例１〜３
表１に記載したとおりの各種の有機合成繊維の短繊維、長繊維をゴム補強繊維として用いて、ゴム繊維複合体（厚さ：１．０ｍｍ）を作成した。

ゴム繊維複合体を作成するに際して、各繊維の混率は２０重量％をゴム原料中に混入させた。また、各繊維は、シーティングロールにてシート出しすることによってシート長手方向に配列させ、その配列方向をタイヤの径方向と所望の角度を有して用いることができるようにし、本実施例では、各実施例・各比較例のいずれも３０°とした。なお、ただし、比較例３については、長繊維を使用したものであり、具体的には３３４０ｄｔｅｘ双糸コードを使用して径方向傾斜角度３０°として長繊維補強のゴム繊維複合体としたものである。

また、各繊維には、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ゴムラテックス）を用いた接着処理を施したものを用いた。

ナイロン短繊維は短繊維長さを１８ｍｍとし（比較例１）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）短繊維も短繊維長さ１８ｍｍとした（比較例２）。アラミド長繊維は連続した同繊維コードを均一に配列させたもの（エンド数５０本／５０ｍｍ）である。

本発明の実施例１〜３は、いずれも短繊維長さを５．０ｍｍとし、平均直径は表１に記載したとおりである。

また、作成したタイヤのサイズは、Ｈ₀が１２７ｍｍ、Ｈ₁が２２ｍｍ、Ｈ₂が６０ｍｍ、Ｔ₁が８ｍｍ、Ｔ₂が１２ｍｍである。

各タイヤについて、試験を行った結果は、表１に示したとおりであり、本発明にかかる空気入りタイヤは、ビード部の耐久性に優れるとともに操縦安定性においても良好なものである。

符号の説明

１：空気入りタイヤ
２：ビード部
３：カーカス
４：ビードコア
５：ビードフィラー
６：トレッド部
７：ベルト層
８：ベルトカバー層
９：補強ゴム層
Ｈ₀：タイヤ断面高さ
Ｈ₁：ビードヒールを通りタイヤ回転軸と平行な基準直線から計測したビードフィラーのタイヤ径方向外側端部の高さ
Ｈ₂：ビードヒールを通りタイヤ回転軸と平行な基準直線から計測したタイヤ最大幅部の高さ
Ｔ₁：Ｈ₁点から計測した補強ゴム層のタイヤ内側方向の巻上げ高さ
Ｔ₂：Ｈ₁点から計測した補強ゴム層のタイヤ外側方向の巻上げ高さ

Claims

一対のビードコア、両ビードコアをまたがるように配置されたカーカス、前記ビードコアとビードフィラーを組立て体として該組立て体の全体が包含されるように内側から外側へ巻き上げられる補強ゴム層を有し、該補強ゴム層が包含されるように前記カーカスが内側から外側へ巻き上げられて構成されてなるビード部を有する空気入りタイヤにおいて、前記補強ゴム層を、繊維長さ１〜１０ｍｍでかつ平均直径が０．１〜２００μｍである短繊維を含有したゴム繊維複合体から構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ゴム繊維複合体の前記短繊維の含有量が、該ゴム繊維複合体全重量中、４〜７０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記ゴム繊維複合体が、該複合体中において前記短繊維が全体として一つの配列方向を呈して配列されているものであり、該配列方向がタイヤ径方向に対して、０°〜±４５°の角度範囲内になるようにして用いられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記短繊維が、高弾性繊維であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記短繊維が、ポリオレフィンケトン短繊維であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。